JPH04352898A - キャスト塗被紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キャスト塗被紙の製造
方法に関し、特に高効率で高品質のキャスト塗被紙を生
産する製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】キャスト塗被紙と呼ばれる印刷用強光沢
塗被紙の製造方法としては、湿潤状態の塗被層を、加熱
された鏡面ドラムに圧接して光沢仕上げするウエットキ
ャスト法、そして湿潤状態の塗被層を一旦乾燥した後、
再湿潤液により可塑化湿潤状態にして加熱鏡面ドラムに
圧接して光沢仕上げするリウェットキャスト法、さらに
湿潤状態の塗被層をゲル状態にして加熱鏡面ドラムに圧
接して光沢仕上げするゲル化キャスト法等のキャスト方
式が一般に知られている。

【０００３】これらのキャスト方式は、いずれも湿潤可
塑状態にある塗被層表面を加熱鏡面ドラムに圧接密着し
乾燥し、離型させて鏡面を写しとることについて共通し
ている。このようなキャスト塗被紙の製造方法において
は、塗被層が加熱鏡面ドラム面に接して乾燥するため、
塗被層中の水分または再湿潤液等の水分はすべて塗被層
から紙層中を通過し、反対側へ抜けて蒸発乾燥すること
になる。このためキャスト塗被紙は両面から乾燥される
一般のアート紙、コート紙、に比較して極めて低速で操
業されているのが現状である。キャスト塗被紙の製造に
おいては、高品質の紙面を得ると同時に、操業スピード
を高め生産性を向上させることが重要な課題となってい
る。

【０００４】キャスト塗被紙の塗被層を構成する顔料と
しては、板状結晶のカオリンが主体に使用されている。 しかし、カオリンは塗被層表面で横並びに配向するだけ
でなく、塗被層中においても同じように配向する傾向が
ある。その結果、高い光沢が得やすい反面、水分の透過
性が悪くなるため生産速度を上げることがむずかしく、
また光沢ムラや印刷における白抜けの原因となるピンホ
ールが生じやすいという問題がある。

【０００５】このようなキャスト塗被紙の生産速度およ
び品質の問題を改良する方法としては、カオリンに比べ
て水分の透過性が良い水酸化アルミニウム，二酸化チタ
ン，硫酸バリウム，亜硫酸カルシウム，酸化亜鉛等や粒
子形態が米粒状，紡錘状，球状，無定形等の軽質炭酸カ
ルシウム，重質炭酸カルシウム等をカオリンと併用また
は単独で使用することが従来から知られている。

【０００６】さらに最近では、特公平１−２８１５５号
公報に平均粒子径０．１〜１．０μｍの立方形炭酸カル
シウムを、特開平１−１１８６９１号公報には平均粒子
径０．５μｍ　以下のカオリンと長径１〜３μｍ　の柱
状もしくは針状炭酸カルシウムの併用を、特開平１−２
９２１９７号公報では平均粒子径０．２〜２．０μｍ　
、アスペクト比４〜２０の板状塩基性炭酸カルシウムを
、特開昭６３−１９００３号公報では平均会合粒子径が
１〜５μｍ　である尿素ホルムアルデヒド樹脂をキャス
ト塗被層の顔料として使用することが提案されているが
、いずれも光沢ムラ，ピンホールの改良効果が十分では
なく、光沢が低下するという問題がある。

【０００７】また、特開平１−２６００９６号公報では
、平均凝集粒子径０．５〜１０μｍの非晶質シリカを、
キャスト塗被層中の顔料として使用することが提案され
ている。しかしこの方法も、ピンホールは効果的に解消
されるが、光沢の低下は避けられないという問題がある
。

【０００８】このように、キャスト塗被層が湿潤状態に
ある間に鏡面ドラムに圧接してキャスト仕上げするキャ
スト塗被紙の製造方法において、キャスト塗被紙の特徴
である光沢が非常に優れ、光沢ムラ，ピンホールを効果
的に解消し、しかも高生産性を両立させることは非常に
困難であり、キャスト紙の品質あるいは生産性のいずれ
かをある程度犠牲にして製造しているのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような実情から
、本発明者らは光沢ムラ、ピンホールが効果的に解消さ
れ、光沢が高くしかも高い生産性を発揮し得るキャスト
塗被層の構成顔料について研究を重ねた結果、特定の性
質を有する軽質炭酸カルシウムを使用すると所望の効果
が得られることを見い出した。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、原紙上に顔料
及び接着剤を主成分とする塗被層を設け、その塗被層が
湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接して光
沢仕上げするキャスト塗被紙の製造方法において、六方
晶カルサイト系一次粒子の凝集体からなる二次粒子の平
均粒子径Ｄ１０が０．５〜２．５μｍ　で、Ｄ３０／Ｄ
１０が０．５以上であり、且つＢＥＴ比表面積が１５〜
３０ｍ２　／ｇである軽質炭酸カルシウムを、全顔料１
００重量部中に１０〜８０重量部含有させることを特徴
とするキャスト塗被紙の製造方法である。Ｄ１０はセデ
ィグラフによって測定した二次粒子の平均粒子径で超音
波分散１０分間とした時、Ｄ３０は同様に３０分間とし
たの時のそれぞれの測定値である。

【００１１】

【作用】キャスト塗被紙の製造においては、紙の光沢を
高くする要素は顔料の配向だけでなく、接着剤の成膜に
よる要素が影響し、キャスト塗被層中の接着剤量、特に
塗被層表面の接着剤量がある程度多いほど光沢が高くな
る。従って、非晶質シリカ等の比表面積が極端に大きな
顔料を用いた場合には、光沢ムラ，ピンホールを効果的
に解消することができる反面、接着剤の消費量が多いた
め光沢が低下してしまう傾向がある。

【００１２】そして、一般の立方形炭酸カルシウム，柱
状炭酸カルシウム，板状炭酸カルシウム等では、比表面
積が小さいと紙の光沢を高くすることができず、また比
表面積が大きくても一定形状であるため配向し易く、光
沢ムラ，ピンホールの問題を充分に解消することができ
ない難点がある。

【００１３】また、尿素ホルムアルデヒド樹脂は、比重
が軽くキャスト塗被層中で表面に選択的に存在しようと
する傾向が強いため、塗被層全体の水分透過性を改善す
ることができないばかりか、逆にキャスト塗被層表面の
接着剤を消費するために、光沢の低下が大きい傾向があ
る。

【００１４】ところが、二次粒子の平均粒子径をセディ
グラフ・モデル５００島津製作所製を用いて測定し、サ
ンプル乾燥重量約０．８ｇを０．１％のポリリン酸ソー
ダ溶液２５ｍｌ中に加え、４５ＫＨｚ，出力３０Ｗの超
音波で１０分間分散して測定した値をＤ１０とし、さら
に上記と同じく３０分間分散した時の測定値をＤ３０と
して、二次粒子の平均粒子径Ｄ１０が０．５〜２．５μ
ｍ　で、Ｄ３０／Ｄ１０の比が０．５以上であり、かつ
ＢＥＴ比表面積が１５〜３０ｍ２　／ｇである軽質炭酸
カルシウムをキャスト塗被層の顔料として用いると、一
般の、立方形炭酸カルシウム，柱状炭酸カルシウム，板
状炭酸カルシウム，尿素ホルムアルデヒド樹脂，非晶質
凝集シリカ等の従来の顔料と比較して、キャスト塗被面
の光沢が高く、光沢ムラ，ピンホールが効果的に解消で
き、その上キャスト塗被紙の生産速度を向上させること
ができる。

【００１５】その詳細な理由は明かではないが、軽質炭
酸カルシウムであることから、カオリン等の他の顔料と
併用した場合においても、キャスト塗被層中に均一に分
散できること、さらに本発明の特定の軽質炭酸カルシウ
ムは、六方晶カルサイト一次粒子の融着凝集体からなる
ものであり、光沢とピンホールのバランスを保つ上で最
適の比表面積を有していること。そして、通常の凝集体
である二次粒子は容易に一次粒子に分散される傾向があ
るのに対し、本発明の二次粒子は前記の測定方法で示し
たように、超音波で１０分間分散した時の二次粒子の平
均粒子径が３０分間分散しても半分以上の粒子径である
ように強固に凝集しており、その複雑な形状が塗被層中
においても維持され、水分の透過性を改善できること。 また、二次粒子の粒子径が最適であることによって、光
沢ムラの発生を防止できるものと推察される。

【００１６】従って、本発明の軽質炭酸カルシウムの二
次粒子の平均粒子径が、０．５μｍ未満、あるいはＢＥ
Ｔ比表面積が３０ｍ２　／ｇを超える時は光沢の低下お
よび接着強度が弱くなるという不都合を生じ、二次粒子
の平均粒子径が２．５μｍ　を越えるか、あるいはＢＥ
Ｔ比表面積が１５ｍ２　／ｇ未満の時は光沢ムラ，ピン
ホールの悪化および生産速度が低下するため望ましくな
い。

【００１７】そして、超音波で３０分間と１０分間分散
した時のセディグラフ平均粒子径の比Ｄ３０／Ｄ１０が
０．５未満の場合は、塗料調整時の攪拌強さや攪拌時間
により、軽質炭酸カルシウムの二次粒子径が大巾に変動
するため、一定品質の塗料を調整することがむづかしい
。さらに、コーレス分散機のような強力分散作用を持つ
分散機を用いて塗料調整を行った場合は、凝集二次粒子
が壊れて一次粒子として存在する割合が多くなり、所望
の効果が得られない。

【００１８】また、キャスト塗被層中の配合量が、全顔
料１００部中に１０重量部未満では光沢ムラ，ピンホー
ルの改良効果が不十分であり、８０重量部を超えると光
沢が低下するため好ましくない。

【００１９】本発明の方法は、ウェットキャスト法、リ
ウェットキャスト法およびゲル化キャスト法のいずれの
キャスト方式においても優れた効果を得ることができる
。

【００２０】本発明の特定の性質を有する軽質炭酸カル
シウムと併用するキャスト塗被層の顔料としては、例え
ばカオリン，水酸化アルミニウム，サチンホワイト，硫
酸バリウム，重質炭酸カルシウム，異方形軽質炭酸カル
シウム，タルク，焼成クレー，ストラクチャードクレー
，二酸化チタン等の無機顔料およびプラスチックピグメ
ント，バインダーピグメント等の有機顔料が例示でき、
これらの中から１種または２種以上を適宜選択して使用
できる。

【００２１】無機顔料および有機顔料とともに用いる接
着剤としては例えばカゼイン，大豆蛋白，スチレン・ブ
タジエン共重合体，メチルメタクリレート・ブタジエン
共重合体等の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル
酸エステル及び／又はメタクレル酸エステルの重合体又
は共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン
・酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス、
あるいはこれらの各種重合体をカルボキシル基等の官能
基含有単量体により、官能基変性したアルカリ溶解性或
はアルカリ非溶解性の重合体ラテックス、ポリビニルア
ルコール，オレフィン・無水マレイン酸樹脂，メラミン
樹脂等の合成樹脂系接着剤、陽性澱粉，酸化澱粉，エス
テル化澱粉等の澱粉類，カルボキシメチルセルロース，
ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体等、
一般の塗被紙用として知られている接着剤を単独あるい
は併用して使用することができる。

【００２２】なお、接着剤の使用量は顔料１００重量部
に対して５〜５０重量部、一般には１０〜３０重量部の
範囲で使用される。

【００２３】また助剤としては、例えば消泡剤，着色剤
，離型剤，流動変性剤，耐水化剤，防腐剤等が必要に応
じて適宜使用される。

【００２４】上記のような材料で構成されるキャスト塗
被層は、一般に固形成分濃度を４５〜６５重量％程度に
調製し、米坪が約３５〜４００ｇ／ｍ２　程度の原紙あ
るいは多孔性フィルム上に乾燥重量で５〜５０ｇ／ｍ２
程度になるように塗布した後キャスト仕上げする。

【００２５】なお、キャスト塗被紙用原紙としては、特
に限定されものではなく、一般にキャスト塗工分野で使
用される酸性紙、あるいは中性紙が適用されるものであ
る。なお原紙の片面又は両面には必要に応じて、一般の
顔料塗被組成物を予め予備塗工してもよく、その場合の
塗工量は片面当り乾燥重量で５〜３０ｇ／ｍ２　程度が
望ましい。

【００２６】塗布装置としては、例えばブレードコータ
ー，エアーナイフコーター，ロールコーター，ブラシコ
ーター，チャンプレックスコーター，バーコーター，グ
ラビアコーター等公知の装置が使用され、塗布後は、ウ
ェットキャスト法、リウェットキャスト法、またはゲル
化キャスト法のいずれかによって光沢仕上げする。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を具体的に説明するが、これら
に限定されるものではない。特に断らない限り、例中の
部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例１ キャスト用塗被液として、表１に示す軽質炭酸カルシウ
ム、商品名；アルバカーＰＯ（球状に近い一次粒子が二
次粒子を形成したカルサイト）、ファイザーＭＳＰ社製
を２０部とカオリン８０部の顔料１００部に対し、消泡
剤を０．５部、離型剤としてステアリン酸１．０部、接
着剤としてアンモニアで溶解した１５％カゼイン水溶液
１０部（固形分）、とスチレン／ブタジエン／メチルメ
タクリレート（比率：４０／３０／３０）共重合体ラッ
テクス１２部（固形分）からなる濃度４８％のキャスト
塗被液を調製し、ウェットキャスト方式によるキャスト
仕上げを行なった。

【００３０】即ち、上記のキャスト塗被液を米坪６４ｇ
／ｍ２　のキャスト用原紙上に第１塗被装置で乾燥重量
が１０ｇ／ｍ２　となるように塗被し、次いで第２塗被
装置で上記と同じキャスト塗被液を乾燥重量が１０ｇ／
ｍ２　となるように塗被し、直ちに塗被層をプレスロー
ルで表面温度８０℃の鏡面キャストドラムに圧接し、乾
燥後キャストドラムから剥離してキャスト塗被紙を得た
。得られたキャスト塗被紙の品質および操業性を表２に
示す。

【００３１】比較例１ 実施例１において、軽質炭酸カルシウムを、表１に示す
商品名；アルバフィル（六角柱状カルサイト）、ファイ
ザーＭＳＰ社製に代えた他は、実施例１同様にしてキャ
スト塗被紙を得た。得られたキャスト塗被紙の品質およ
び操業性を表２に示す。

【００３２】比較例２ 実施例１において、キャスト塗被液の顔料配合を、二次
粒子の平均粒子径が２．１μｍ　（コールターカウンタ
ー法による）、ＢＥＴ比表面積が２０ｍ２　／ｇの尿素
ホルムアルデヒド樹脂を２０部、カオリンを８０部とし
た他は、実施例１と同様にしてキャスト塗被紙を得た。 得られたキャスト塗被紙の品質と操業性を表２に示す。

【００３３】比較例３ 実施例１において、表１に示す軽質炭酸カルシウム、ア
ルバカーＰＯ、ファイザーＭＳＰ（株）製を５部とカオ
リンを９５部としたことの他は、実施例１と同様にして
キャスト塗被紙を得た。得られたキャスト塗被紙の品質
と操業性を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】実施例２ キャスト用塗被液として、表１に示す軽質炭酸カルシウ
ム、アルバカーＰＯを５０部とカオリン５０部の顔料１
００部に対し、消泡剤を０．５部、離型剤としてステア
リン酸アンモニウム１．０部、接着剤としてアンモニア
を用いて溶解した１５％カゼイン水溶液７部（固形分）
とスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス１８部（固
形分）を加え、更にＺｎＳＯ４　の２部を加えて固形分
濃度が４５％のキャスト用塗被液を調製し、リウェット
キャスト方式によるキャスト仕上げを行なった。

【００３６】即ち、上記のキャスト塗被液を６４ｇ／ｍ
２　のキャスト用原紙に乾燥重量が２０ｇ／ｍ２　とな
るようにエアーナイフコーターで塗被し、エアーフロー
ティングドライヤーで乾燥した。次に、この塗被紙をプ
レスロールとキャストドラムで形成されるプレスニップ
に通紙し、ここでノズルから供給されたポリエチレンエ
マルジョンからなるリウェット液（０．５％濃度）によ
って塗被層表面を再湿潤した後、表面温度１０５℃の鏡
面キャストドラムにプレス圧２００ｋｇ／ｃｍで圧接、
乾燥した後テークオフロールでキャストドラムから剥離
してキャスト塗被紙を得た。得られたキャスト塗被紙の
品質および操業性を表３に示す。

【００３７】比較例４ 実施例２において、軽質炭酸カルシウムを、表１に示す
商品名；白艶華ＰＸ（立法形状に近い一次粒子が二次粒
子を形成したカルサイト）白石工業社製、に代えた他は
、実施例２と同様にしてキャスト塗被紙を得た。得られ
たキャスト塗被紙の品質および操業性を表３に示す。

【００３８】比較例５ 実施例２において、軽質炭酸カルシウムを表１に示すブ
リリアントＳ−１５、（立方形状に近いカルサイト）白
石工業社製、に代えた他は、実施例２と同様にしてキャ
スト塗被紙を得た。得られたキャスト塗被紙の品質と操
業性を表３に示す。

【００３９】比較例６ 実施例２において、キャスト塗被液の顔料配合を、二次
粒子の平均粒子径が２．１μｍ　（コールターカウンタ
ー法による）、ＢＥＴ比表面積が２０ｍ２　／ｇの尿素
ホルムアルデヒド樹脂を２０部、カオリンを８０部とし
た他は、実施例２と同様にしてキャスト塗被紙を得た。 得られたキャスト塗被紙の品質と操業性を表３に示す。

【００４０】比較例７ 実施例２において、表１に示す軽質炭酸カルシウム、ア
ルバカーＰＯを８５部とカオリンを１５部としたことの
他は、実施例２と同様にしてキャスト塗被紙を得た。得
られたキャスト塗被紙の品質と操業性を表３に示す。

【００４１】

【表３】

【００４２】実施例３ キャスト用塗被液として、表１に示す軽質炭酸カルシウ
ム、アルバカーＰＯを４５部とカオリン５５部の顔料１
００部に対し、消泡剤を０．５部、離型剤としてステア
リン酸カルシウム３．０部、接着剤としてアンモニアを
用いて溶解した１５％カゼイン水溶液１２部（固形分）
およびスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス１６部
（固形分）を加えて、固形分濃度が４９％のキャスト用
塗被液を調製し、ゲル化キャスト方式によるキャスト仕
上げを行った。

【００４３】即ち、米坪６４ｇ／ｍ２　のキャスト用原
紙に乾燥重量が２０ｇ／ｍ２　となるように上記の塗被
液をロールコーターで塗被し、次に濃度０．５％の蟻酸
カルシウム水溶液に接触させて塗被層をゲル化した。こ
の塗被層をプレスロールで表面温度９８℃の鏡面キャス
トドラムにプレス圧１００ｋｇ／ｃｍで圧接し、乾燥後
テークオフロールでキャストドラムから剥離してキャス
ト塗被紙を得た。得られたキャスト塗被紙の品質と操業
性を表４に示す。

【００４４】比較例８ 実施例３において、軽質炭酸カルシウムを表１に示すア
ルバフィル、に代えた他は、実施例３と同様にしてキャ
スト塗被紙を得た。得られたキャスト塗被紙の品質およ
び操業性を表４に示す。

【００４５】比較例９ 実施例３において、軽質炭酸カルシウムを、表１に示す
商品名：白艶華ＰＺ（立方形状に近い一次粒子が二次粒
子を形成したカルサイト）白石工業社製、に代えた他は
、実施例３と同様にしてキャスト塗被紙を得た。得られ
たキャスト塗被紙の品質および操業性を表４に示す。

【００４６】

【表４】

【００４７】〔評価方法〕操業性の評価は、得られたキ
ャスト塗被紙の操業可能な最高速度により、品質は、光
沢度、光沢ムラ、ピンホール、を以下の方法で評価した
。 光沢度はＪＩＳ、Ｐ−８１４２による 光沢ムラは以下の基準の目視判定による○：光沢ムラが
ない △：光沢ムラがわずかに見られるが実用上問題ない×：
光沢ムラが多く実用に適さない ピンホールは以下の基準の目視判定による○：ピンホー
ルがほとんどない △：ピンホールがわずかにあるが実用上問題ない×：ピ
ンホールが多く実用に適さない

【００４８】

【発明の効果】本発明の実施例で得られたキャスト塗被
紙は、表２〜表４の結果から明かなように、紙の光沢度
が高く高品質で、光沢ムラ，ピンホールを効果的に解消
した優れたキャスト塗被紙を高操業速度で効率良く得る
ことができた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原紙上に顔料及び接着剤を主成分とする塗
   被層を設け、その塗被層が湿潤状態にある間に加熱され
   た鏡面ドラムに圧接して光沢仕上げするキャスト塗被紙
   の製造方法において、六方晶カルサイト系一次粒子の凝
   集体からなる二次粒子の平均粒子径Ｄ１０が０．５〜２
   ．５μｍ　で、Ｄ３０／Ｄ１０が０．５以上であり、且
   つＢＥＴ比表面積が１５〜３０ｍ２　／ｇである軽質炭
   酸カルシウムを、全顔料１００重量部中に１０〜８０重
   量部含有させることを特徴とするキャスト塗被紙の製造
   方法。Ｄ１０はセディグラフによって測定した二次粒子
   の平均粒子径で超音波分散１０分間とした時、Ｄ３０は
   同様に３０分間としたの時のそれぞれの測定値である。